垂直氮化镓鳍式功率场效应晶体管优化设计 被引量：1

1

作者 杨嘉颖 利健 +3 位作者 黄昊 郑子阳 吴健华 贺威 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2021年第5期359-364,共6页

主要研究了垂直氮化镓鳍式功率场效应晶体管的器件特性。利用理论计算和器件模拟,系统地设计和优化了n型氮化镓漂移层的掺杂浓度和厚度以及鳍宽度的参数,使得击穿电压和导通电阻达到最佳的折衷。经过最终优化后,当n型氮化镓漂移层的掺... 主要研究了垂直氮化镓鳍式功率场效应晶体管的器件特性。利用理论计算和器件模拟,系统地设计和优化了n型氮化镓漂移层的掺杂浓度和厚度以及鳍宽度的参数,使得击穿电压和导通电阻达到最佳的折衷。经过最终优化后,当n型氮化镓漂移层的掺杂浓度、漂移层的厚度、鳍宽度分别为5×10^(15)cm^(-3)、10μm、0.2μm时,得到高击穿电压为1150 V、低导通电阻为1.01 mΩ·cm^(2)、高Baliga优值为1.31 GW/cm^(2)。结果表明,通过本文方法优化的垂直氮化镓鳍式功率场效应晶体管可用于大功率和高压场合。 展开更多

关键词 氮化镓 鳍式功率场效应晶体管 击穿电压 导通电阻 Baliga优值

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10纳米鳍式晶体管架构FinFET工艺 被引量：2

2

作者 技闻 《集成电路应用》 2015年第11期22-24,共3页

FET的全名是场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET),先从大家较耳熟能详的MOS来说明。MOS的全名是金属-氧化物-半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET),鳍式场效应晶体管是闸极长度缩小到20... FET的全名是场效应晶体管(Field Effect Transistor,FET),先从大家较耳熟能详的MOS来说明。MOS的全名是金属-氧化物-半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET),鳍式场效应晶体管是闸极长度缩小到20纳米以下的关键,拥有这个技术的制程与专利,才能确保未来在半导体市场上的竞争力,这也是让许多国际大厂趋之若骛的主因。创新半导体架构和制造工艺才是关键。 展开更多

关键词 晶体管架构 鳍式场效应晶体管 FINFET 10纳米工艺

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FinFET工艺对MOS器件辐射效应的影响 被引量：2

3

作者 金林 王菲菲 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期481-487,508,共8页

基于商用工艺线生产抗辐射器件具有一定的通用性,需要对商用工艺本征的抗辐射能力进行评估。综述了当前最新绝缘体上硅鳍式场效应晶体管(SOI FinFET)和体硅FinFET工艺的鳍宽和敏感面积对辐射效应的影响。SOI FinFET和体硅FinFET工艺的... 基于商用工艺线生产抗辐射器件具有一定的通用性,需要对商用工艺本征的抗辐射能力进行评估。综述了当前最新绝缘体上硅鳍式场效应晶体管(SOI FinFET)和体硅FinFET工艺的鳍宽和敏感面积对辐射效应的影响。SOI FinFET和体硅FinFET工艺的抗总剂量能力随着鳍宽的变化呈现相反的趋势。SOI FinFET的阈值电压漂移和亚阈值摆幅的退化随着鳍宽减小而减小,而体硅FinFET工艺的漏电流随着鳍宽减小而增大。FinFET工艺由于其自身结构的特点,与相同工艺节点下的平面工艺相比,敏感面积更小,抗单粒子翻转能力更好。从整体趋势来看,随着工艺节点的减小,FinFET工艺的本征抗总剂量能力较为可观,而本征抗单粒子翻转能力较差。 展开更多

关键词 鳍式场效应晶体管(FinFET) 鳍宽 敏感面积 辐射效应 单粒子翻转

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鳍工艺的自对准四重图形化技术研究与应用

4

作者 胡少坚 杨渝书 王伯文 《集成电路应用》 2022年第6期14-16,共3页

阐述CMOS技术进入深纳米工艺节点,鳍式场效应晶体管以其优异的电学性能成为目前的主流器件。当工艺发展到Fin周期小于40nm时,开展自对准四重图形化技术研究,以实现场效应晶体管的鳍结构显得尤为重要。探讨北方华创公司的NMC 612D刻蚀机... 阐述CMOS技术进入深纳米工艺节点,鳍式场效应晶体管以其优异的电学性能成为目前的主流器件。当工艺发展到Fin周期小于40nm时,开展自对准四重图形化技术研究,以实现场效应晶体管的鳍结构显得尤为重要。探讨北方华创公司的NMC 612D刻蚀机,开发了完整的鳍自对准四重图形化集成工艺流程,优化了关键刻蚀工艺。研究得到的形貌优化后具有24nm周期的鳍透射电子显微镜(TEM)截面图显示,所得鳍结构的特征尺寸均匀性、线宽/线边粗糙度和周期漂移等关键工艺指标都达到要求。 展开更多

关键词 集成电路制造 自对准四重图形化 鳍式场效应晶体管 刻蚀工艺

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22 nm体硅FinFET热载流子及总剂量效应研究 被引量：1

5

作者 王保顺 崔江维 +4 位作者 郑齐文 席善学 魏莹 雷琪琪 郭旗 《固体电子学研究与进展》 CAS 北大核心 2020年第5期384-388,共5页

为了解FinFET在辐射环境下的可靠性,对22 nm体硅N型FinFET热载流子注入效应及电离总剂量效应进行了研究。试验结果表明,本批次nFinFET热载流子效应显著,鳍数越少参数退化越多。主要原因是鳍间的耦合作用降低了热载流子密度,使得多鳍器... 为了解FinFET在辐射环境下的可靠性,对22 nm体硅N型FinFET热载流子注入效应及电离总剂量效应进行了研究。试验结果表明,本批次nFinFET热载流子效应显著,鳍数越少参数退化越多。主要原因是鳍间的耦合作用降低了热载流子密度,使得多鳍器件热载流子退化减弱;总剂量辐照后,器件电学参数发生退化,主要表现为阈值电压正向漂移及饱和电流增大,这些参数变化主要与辐照在FinFET氧化物中引入的陷阱电荷相关。 展开更多

关键词 鳍式场效应晶体管 热载流子注入效应 总剂量效应

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FinFET芯片TEM样品制备及避免窗帘效应方法 被引量：1

6

作者 胡康康 王刘勇 +3 位作者 黄亚敏 郎莉莉 董业民 王丁 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第8期1301-1307,共7页

制备高质量纳米尺度芯片透射电子显微镜(TEM)样品对于探索半导体器件结构设计、材料分布与芯片性能之间的关系具有重要的意义。使用聚焦离子束(FIB)/扫描电子显微镜(SEM)双束系统制备14 nm鳍式场效应晶体管(FinFET)截面TEM样品,制备过... 制备高质量纳米尺度芯片透射电子显微镜(TEM)样品对于探索半导体器件结构设计、材料分布与芯片性能之间的关系具有重要的意义。使用聚焦离子束(FIB)/扫描电子显微镜(SEM)双束系统制备14 nm鳍式场效应晶体管(FinFET)截面TEM样品,制备过程中从技术角度提出了两种自下而上制样方案来抑制窗帘效应。为扩大样品的可表征视场范围,在避免样品弯曲的前提下,提出了一种薄片提取方法。结果表明,离子束流越大,窗帘效应越严重,自下而上方法能有效规避窗帘效应;离子束电压30 kV时采用清洗截面(CCS)模式、5 kV/2 kV时采用矩形模式,样品台倾斜补偿角度为1.5°~3.5°,进行交叉减薄,且最终铣削长度控制在1μm时减薄效果最好;新的薄片提取方法改变了样品的铣削方向,在避免窗帘效应破坏感兴趣结构和样品弯曲的前提下,将样品的可表征视场范围扩大了5倍。研究结果对优化TEM样品制备方法以及芯片失效分析提供了参考。 展开更多

关键词 聚焦离子束(FIB) 透射电子显微镜(TEM)样品 14 nm鳍式场效应晶体管(FinFET) 窗帘效应 失效分析

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FinFET器件单粒子翻转物理机制研究评述

7

作者 王仕达 张洪伟 +2 位作者 唐民 梅博 孙毅 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第2期225-233,共9页

鳍式场效应晶体管(FinFET)器件由于其较高的集成度以及运算密度,已成为未来航天应用领域的重要选择。FinFET器件的辐射敏感性与其制作工艺和工作条件息息相关。为了解FinFET器件的单粒子翻转(SEU)敏感机制,文章结合国内外开展的相关研究... 鳍式场效应晶体管(FinFET)器件由于其较高的集成度以及运算密度,已成为未来航天应用领域的重要选择。FinFET器件的辐射敏感性与其制作工艺和工作条件息息相关。为了解FinFET器件的单粒子翻转(SEU)敏感机制,文章结合国内外开展的相关研究,从SEU机理出发,分析了器件特征尺寸、电源电压和入射粒子的线性能量传输(LET)值等不同条件对器件SEU敏感性的影响,最后结合实际对FinFET器件SEU的研究发展方向进行展望。 展开更多

关键词 鳍式场效应晶体管 单粒子翻转 软错误率 静态随机存取存储器

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纳电子学与神经形态芯片的新进展 被引量：3

8

作者 赵正平 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第1期1-5,共5页

综述了纳电子学和神经形态芯片进入新世纪后所处发展阶段以及近两年的最新进展。在纳电子领域,综述并分析了当今集成电路的发展现状,包括鳍式场效应晶体管（Fin FET）的发展、10 nm节点的技术突破、7 nm和5 nm节点的前瞻性技术研究以及... 综述了纳电子学和神经形态芯片进入新世纪后所处发展阶段以及近两年的最新进展。在纳电子领域,综述并分析了当今集成电路的发展现状,包括鳍式场效应晶体管（Fin FET）的发展、10 nm节点的技术突破、7 nm和5 nm节点的前瞻性技术研究以及三类后互补金属氧化物半导体（CMOS）器件（自旋电子器件、隧穿FET和碳纳米管栅的二维半导体Mo S2晶体管）的探索性研究,指出摩尔定律将沿着加强栅对沟道电子的控制（三栅和环栅）、更换高迁移率材料和采用新机理等技术路线继续前行。在神经形态芯片领域,综述并分析了神经形态芯片的发展历程、＂真北＂类脑芯片的技术创新和应用、当今嵌入式神经处理器的四个发展特点和采用新器件提高能量效率的探索。采用纳电子技术的神经形态芯片的发展将成为未来智能时代发展的基础。 展开更多

关键词 纳电子学 鳍式场效应晶体管(FinFET) 10 nm互补金属氧化物半导体(CMOS) 纳米线晶体管 自旋电子学 碳纳米管栅 神经形态芯片 类脑芯片 神经形态处理器 忆阻器

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FinFET/GAAFET纳电子学与人工智能芯片的新进展 被引量：3

9

作者 赵正平 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第3期195-209,共15页

集成电路在后摩尔时代的发展呈现出多模式创新的特点。综述了后摩尔时代中两大创新发展热点,即鳍式场效应晶体管/环绕栅场效应晶体管(FinFET/GAAFET)纳电子学和基于深度学习新算法的人工智能(AI)芯片,并介绍了其发展历程和近两年的最新... 集成电路在后摩尔时代的发展呈现出多模式创新的特点。综述了后摩尔时代中两大创新发展热点,即鳍式场效应晶体管/环绕栅场效应晶体管(FinFET/GAAFET)纳电子学和基于深度学习新算法的人工智能(AI)芯片,并介绍了其发展历程和近两年的最新进展。在FinFET/GAAFET纳电子学领域,综述并分析了当今Si基CMOS集成电路的发展现状,包含Intel的IDM模式、三星和台积电的代工模式3种技术路线,及其覆盖了22、14、10、7和5 nm集成电路纳电子学的5代技术各自的创新特点,以及未来3和2 nm技术节点GAAFET的各种创新结构的前瞻性技术研究。摩尔定律的继续发展将以Si基FinFET和GAAFET的技术发展为主。在AI芯片领域,综述并分析了数字AI芯片和模拟AI芯片的发展现状,包含神经网络云端和边缘计算应用的处理器(图像处理器(GPU)、张量处理器(TPU)和中央处理器(CPU))、加速器和神经网络处理器(NPU)等的计算架构的创新,各种神经网络算法和计算架构结合的创新,以及基于存储中计算新模式的静态随机存取存储器(SRAM)和电阻式随机存取存储器(RARAM)的创新。人工智能芯片的创新发展可弥补后摩尔时代集成电路随晶体管密度上升而计算能力增长缓慢的不足。 展开更多

关键词 鳍式场效应晶体管(FinFET) 环绕栅场效应晶体管(GAAFET) 互补场效应晶体管(CFET) 人工智能(AI)芯片 图像处理器(GPU) 张量处理器(TPU) 神经网络处理器(NPU) 存储中计算 静态随机存取存储器(SRAM) 电阻式随机存取存储器(RARAM)

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FinFET/GAAFET纳电子学与人工智能芯片的新进展(续) 被引量：2

10

作者 赵正平 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第4期293-305,共13页

集成电路在后摩尔时代的发展呈现出多模式创新的特点。综述了后摩尔时代中两大创新发展热点,即鳍式场效应晶体管/环绕栅场效应晶体管(FinFET/GAAFET)纳电子学和基于深度学习新算法的人工智能(AI)芯片,并介绍了其发展历程和近两年的最新... 集成电路在后摩尔时代的发展呈现出多模式创新的特点。综述了后摩尔时代中两大创新发展热点,即鳍式场效应晶体管/环绕栅场效应晶体管(FinFET/GAAFET)纳电子学和基于深度学习新算法的人工智能(AI)芯片,并介绍了其发展历程和近两年的最新进展。在FinFET/GAAFET纳电子学领域,综述并分析了当今Si基CMOS集成电路的发展现状,包含Intel的IDM模式、三星和台积电的代工模式3种技术路线,及其覆盖了22、14、10、7和5 nm集成电路纳电子学的5代技术各自的创新特点,以及未来3和2 nm技术节点GAAFET的各种创新结构的前瞻性技术研究。摩尔定律的继续发展将以Si基FinFET和GAAFET的技术发展为主。在AI芯片领域,综述并分析了数字AI芯片和模拟AI芯片的发展现状,包含神经网络云端和边缘计算应用的处理器(图像处理器(GPU)、张量处理器(TPU)和中央处理器(CPU))、加速器和神经网络处理器(NPU)等的计算架构的创新,各种神经网络算法和计算架构结合的创新,以及基于存储中计算新模式的静态随机存取存储器(SRAM)和电阻式随机存取存储器(RARAM)的创新。人工智能芯片的创新发展可弥补后摩尔时代集成电路随晶体管密度上升而计算能力增长缓慢的不足。 展开更多

关键词 鳍式场效应晶体管(FinFET) 环绕栅场效应晶体管(GAAFET) 互补场效应晶体管(CFET) 人工智能(AI)芯片 图像处理器(GPU) 张量处理器(TPU) 神经网络处理器(NPU) 存储中计算 静态随机存取存储器(SRAM) 电阻式随机存取存储器(RARAM)

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FinFET纳电子学与量子芯片的新进展 被引量：1

11

作者 赵正平 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第1期1-6,共6页

综述了后摩尔时代中两大发展热点:鳍式场效应晶体管(FinFET)纳电子学和基于量子计算新算法的量子芯片的发展历程和近两年的最新进展。在FinFET纳电子学领域,综述并分析了当今Si基互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路的发展现状,包括Fin... 综述了后摩尔时代中两大发展热点:鳍式场效应晶体管(FinFET)纳电子学和基于量子计算新算法的量子芯片的发展历程和近两年的最新进展。在FinFET纳电子学领域,综述并分析了当今Si基互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路的发展现状,包括FinFET的发展、10 nm和7 nm技术节点的量产、5 nm和3 nm技术节点的环栅场效应晶体管(GAAFET)和2 nm技术节点的负电容场效应晶体管(FET)的前瞻性技术研究以及非Si器件(InGaAs FinFET、WS2和MoS2两种2D材料的FET)的探索性研究。指出继续摩尔定律的发展将以Si基FinFET和GAAFET的技术发展为主。在量子芯片领域,综述并分析了超导、电子自旋、光子、金刚石中的氮空位中心和离子阱等五种量子比特芯片的发展历程,提高相干时间、固态化及多量子比特扩展等的技术突破,以及近几年在量子信息应用的新进展。基于Si基的纳米制造技术和新的量子计算算法的结合正加速量子计算向工程化的进展。 展开更多

关键词 鳍式场效应晶体管(FinFET) 环栅场效应晶体管(GAAFET) 负电容场效应晶体管(FET) InGaAs FINFET 超导量子芯片 电子自旋量子芯片 光子量子芯片 金刚石中的氮空位中心量子比特 离子阱量子芯片

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14 nm FinFET器件单粒子瞬态特性研究 被引量：2

12

作者 王斌 史柱 +3 位作者 岳红菊 李海松 卢红利 杨博 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2209-2215,共7页

为评估鳍式场效应晶体管(FinFET)的本征抗辐射能力,本文通过三维工艺计算机辅助设计(TCAD)仿真研究了14 nm FinFET工艺的单粒子瞬态(SET)特性。研究结果表明,在不同的线性能量传输(LET)值及不同的入射位置下,FinFET器件具有不同的单粒... 为评估鳍式场效应晶体管(FinFET)的本征抗辐射能力,本文通过三维工艺计算机辅助设计(TCAD)仿真研究了14 nm FinFET工艺的单粒子瞬态(SET)特性。研究结果表明,在不同的线性能量传输(LET)值及不同的入射位置下,FinFET器件具有不同的单粒子敏感性。SET脉冲宽度随LET值的增大而展宽。此外,SET特性与粒子轰击位置的关系呈现出复杂性。对于低LET值(LET≤1 MeV·cm^(2)/mg),SET特性与重离子的入射位置具有很强的依赖性;对于高LET值(LET>10 MeV·cm^(2)/mg),由于加强了衬底的电荷收集,SET特性与粒子轰击位置的依赖性减弱。 展开更多

关键词 单粒子瞬态 鳍式场效应晶体管 重离子 线性能量传输 工艺计算机辅助设计

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考虑背栅偏置的FOI FinFET电流模型

13

作者 张峰源 刘凡宇 +5 位作者 李博 李彬鸿 张旭 罗家俊 韩郑生 张青竹 《半导体技术》 CAS 北大核心 2020年第6期438-443,共6页

建立了绝缘体上鳍(FOI)鳍式场效应晶体管(FinFET)的电流模型,通过推导出背栅对前栅的耦合系数,使电流模型可以预测背栅电压对沟道电流的影响。该模型可以较为精准地预测实验数据和TCAD仿真结果,并且对于FOI FinFET的鳍宽和侧壁倾斜角等... 建立了绝缘体上鳍(FOI)鳍式场效应晶体管(FinFET)的电流模型,通过推导出背栅对前栅的耦合系数,使电流模型可以预测背栅电压对沟道电流的影响。该模型可以较为精准地预测实验数据和TCAD仿真结果,并且对于FOI FinFET的鳍宽和侧壁倾斜角等几何参数有较宽的适用范围。通过提取耦合系数,证明了背栅对前栅的耦合效应将随着鳍宽和侧壁倾角的增大而增强,而鳍底部的夹角对沟道的影响可以忽略。所提出的模型可以用于建立BSIM模型,指导设计者优化器件性能,以及进行背栅偏置的低功耗集成电路设计。 展开更多

关键词 绝缘体上鳍(FOI) 鳍式场效应晶体管(FinFET) 电流模型 背栅偏置 耦合效应 耦合系数

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14 nm pFinFET 器件抗单粒子辐射的加固方法

14

作者 史柱 王斌 +3 位作者 杨博 赵雁鹏 惠思源 刘文平 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3335-3342,共8页

为探究先进互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺在空间应用中的可靠性问题,研究14 nm工艺下P型沟道鳍式场效应晶体管(pFinFET)器件中的抗单粒子瞬态(SET)加固策略。通过在器件中插入平行于鳍方向的重掺杂N型沟槽(Ntie)和P型沟槽(Ptie)来减缓... 为探究先进互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺在空间应用中的可靠性问题,研究14 nm工艺下P型沟道鳍式场效应晶体管(pFinFET)器件中的抗单粒子瞬态(SET)加固策略。通过在器件中插入平行于鳍方向的重掺杂N型沟槽(Ntie)和P型沟槽(Ptie)来减缓SET的影响。三维TCAD仿真结果表明:加固之后器件的抗SET特性和沟槽本身的偏置条件相关。当重掺杂沟槽处于零偏状态时,抗辐射加固的性能最好,SET脉冲宽度降低程度可达40%左右;然而,当处于反偏状态时,由于特殊的电荷收集过程的存在,使得SET脉冲幅度反而会明显增大,脉冲宽度减小程度并不明显。此外,还研究沟槽面积、间距及掺杂浓度对pFinFET中的SET脉冲宽度的影响,得到提高抗SET效果的加固方法。 展开更多

关键词 鳍式场效应晶体管 单粒子瞬态 器件 辐射加固 工艺

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一种新型高性能FinFET的设计与特性分析

15

作者 吴頔 汤乃云 《半导体技术》 CAS 北大核心 2021年第1期53-58,共6页

针对CMOS器件随着技术节点的不断减小而产生的短沟道效应和漏电流较大等问题,设计了一种新型直肠形鳍式场效应晶体管(FinFET),并将该新型器件与传统的矩形结构和梯形结构的FinFET通过Sentaurus TCAD仿真软件进行对比。结果表明,当栅极... 针对CMOS器件随着技术节点的不断减小而产生的短沟道效应和漏电流较大等问题,设计了一种新型直肠形鳍式场效应晶体管(FinFET),并将该新型器件与传统的矩形结构和梯形结构的FinFET通过Sentaurus TCAD仿真软件进行对比。结果表明,当栅极长度控制在10 nm时,新型器件相比于另外两种传统的FinFET具有更小的鳍片尺寸,且鳍片高度不低于抑制短沟道效应的临界值。仿真结果显示,这种新型的FinFET具有更好的开关特性和亚阈值特性。同时,该器件在射频方面的特性参数也显示出该器件具有较高性能,并有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 短沟道效应 鳍式场效应晶体管(FinFET) 直肠形器件 亚阈值特性 TCAD仿真软件

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基于先进工艺节点下标准单元引脚可达性的优化研究

16

作者 蔡燕飞 《中国集成电路》 2022年第7期55-59,86,共6页

传统的平面型金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)由于短沟道效应已经无法满足集成电路技术的飞速发展,而鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor,FinFET)的沟道具有三... 传统的平面型金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)由于短沟道效应已经无法满足集成电路技术的飞速发展,而鳍式场效应晶体管(Fin Field-Effect Transistor,FinFET)的沟道具有三维立体结构,在先进工艺下展现出了良好的性能。然而,复杂的工艺规则和庞大的引脚数量使得标准单元的引脚可达性成为先进工艺节点中后端物理设计的难题之一。本文提出了一种高效的定制化方案,通过合理地推移来自动修正设计规则违规的标准单元,从而实现了整体的引脚可达性。实验结果表明,经过两轮迭代,第二层金属(Metal2)的违规数量大幅度下降,减少了约98.0%,且在相同的物理环境下,运行时间并无增长。也就是说,该方法可以大幅度提高后端物理设计的效率。 展开更多

关键词 鳍式场效应晶体管 自动布局布线 引脚可达性 设计规则检查

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